Name: a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat
Uploaded: 2018-10-06T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

Författarna vill tacka Jens Geiling från Institutet av anatomin I, Jena universitetssjukhus, för att producera de schematiska ritningarna av råtta lever anatomi.

Bostäder och alla procedurer utförs var enligt tysk djurskyddslagstiftning. Alla gasväv, täckande kläder och kirurgiska instrument är autoklaveras och förberedda före operationen. Alla procedurer utförs under sterila förhållanden.
1. beredning av tjalla för det kirurgiska ingreppet
<ol><li>Placera råtta i en induktion kammare och söva råtta med 4% förångas isofluran och 100% syrgas vid 0,5 L/min för ca 3 min, tills råttan är helt sövd.</li>
	<li>Ta råtta ur induktion ka...

<ol>
	<li>Kim, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=OPTN+/+SRTR+2016+Annula+Data+Report:+Liver.">OPTN / SRTR 2016 Annula Data Report: Liver.</a> American Journal of Transplantation. Suppl. 1, 172-253 (2018).</li><li>Palakkan, A. A., Hay, D. C., Anil Kumar, P. R., Kumary, T. V., Ross, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+tissue+engineering+and+cell+sources:+issues+and+challenges.">Liver tissue engineering and cell sources: issues and challenges.</a> Liver International. 33, 666-676 (2013).</li><li>Hynes, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extracellular+matrix:+not+just+pretty+fibrils.">The extracellular matrix: not just pretty fibrils.</a> Science. 326, 1216-1219 (2009).</li><li>Flaim, C. J., Chien, S., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+extracellular+matrix+microarray+for+probing+cellular+differentiation.">An extracellular matrix microarray for probing cellular differentiation.</a> Nature Methods. 2, 119-125 (2005).</li><li>Wells, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+matrix+stiffness+in+regulating+cell+behavior.">The role of matrix stiffness in regulating cell behavior.</a> Hepatology. 47, 1394-1400 (2008).</li><li>Ren, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+two+decellularization+methods+in+the+development+of+a+whole-organ+decellularized+rat+liver+scaffold.">Evaluation of two decellularization methods in the development of a whole-organ decellularized rat liver scaffold.</a> Liver International. 33, 448-458 (2013).</li><li>Yagi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Jiang, W. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryo-chemical+decellularization+of+the+whole+liver+for+mesenchymal+stem+cells-based+functional+hepatic+tissue+engineering.">Cryo-chemical decellularization of the whole liver for mesenchymal stem cells-based functional hepatic tissue engineering.</a> Biomaterials. 35, 3607-3617 (2014).</li><li>Uygun, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+reengineering+through+development+of+a+transplantable+recellularized+liver+graft+using+decellularized+liver+matrix.">Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft using decellularized liver matrix.</a> Nature Medicine. 16, 814-820 (2010).</li><li>Baptista, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+whole+organ+decellularization+for+the+generation+of+a+vascularized+liver+organoid.">The use of whole organ decellularization for the generation of a vascularized liver organoid.</a> Hepatology. 53, 604-617 (2011).</li><li>Bruinsma, B. G., Kim, Y., Berendsen, T. A., Yarmush, M. L., Uygun, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Layer-by-layer+heparinization+of+decellularized+liver+matrices+to+reduce+thrombogenicity+of+tissue+engineered+grafts.">Layer-by-layer heparinization of decellularized liver matrices to reduce thrombogenicity of tissue engineered grafts.</a> Journal of Clinical and Translational Research. 1 (1), (2015).</li><li>Park, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularized+Liver+Extracellular+Matrix+as+Promising+Tools+for+Transplantable+Bioengineered+Liver+Promotes+Hepatic+Lineage+Commitments+of+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Decellularized Liver Extracellular Matrix as Promising Tools for Transplantable Bioengineered Liver Promotes Hepatic Lineage Commitments of Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Tissue Engineering Part A. 22, 449-460 (2014).</li><li>Ko, I. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+transplantable+porcine+livers+with+re-endothelialized+vasculature.">Bioengineered transplantable porcine livers with re-endothelialized vasculature.</a> Biomaterials. 40, 72-79 (2015).</li><li>Bao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+a+portal+implantable+functional+tissue-engineered+liver+using+perfusion-decellularized+matrix+and+hepatocytes+in+rats.">Construction of a portal implantable functional tissue-engineered liver using perfusion-decellularized matrix and hepatocytes in rats.</a> Cell Transplantation. 20, 753-766 (2011).</li><li>Pan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-vivo+organ+engineering:+Perfusion+of+hepatocytes+in+a+single+liver+lobe+scaffold+of+living+rats.">In-vivo organ engineering: Perfusion of hepatocytes in a single liver lobe scaffold of living rats.</a> The International Journal of Biochemistry &amp; Cell Biology. 80, 124-131 (2016).</li><li>Madrahimov, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marginal+hepatectomy+in+the+rat:+from+anatomy+to+surgery.">Marginal hepatectomy in the rat: from anatomy to surgery.</a> Annals of Surgery. 244, 89-98 (2006).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+Livers:+A+New+Tool+for+Drug+Testing+and+a+Promising+Solution+to+Meet+the+Growing+Demand+for+Donor+Organs.">Bioengineered Livers: A New Tool for Drug Testing and a Promising Solution to Meet the Growing Demand for Donor Organs.</a> European Surgical Research. 57, 224-239 (2016).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+engineering+as+a+new+source+of+donor+organs:+A+systematic+review.">Liver engineering as a new source of donor organs: A systematic review.</a> Der Chirurg. 87, 504-513 (2016).</li><li>Xie, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+of+systemic+and+hepatic+hemodynamic+parameters+in+mice.">Monitoring of systemic and hepatic hemodynamic parameters in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (92), e51955 (2014).</li><li>Zhou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularization+and+Recellularization+of+Rat+Livers+With+Hepatocytes+and+Endothelial+Progenitor+Cells.">Decellularization and Recellularization of Rat Livers With Hepatocytes and Endothelial Progenitor Cells.</a> Artificial Organs. 40, E25-E38 (2016).</li><li>Yagi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Otsuka, H., Sasaki, K., Okimura, S., Nagamura, M., Nakasone, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterned+co-culture+of+hepatocyte+spheroids+layered+on+non-parenchymal+cells+to+understand+heterotypic+cellular+interactions.">Micropatterned co-culture of hepatocyte spheroids layered on non-parenchymal cells to understand heterotypic cellular interactions.</a> Science and Technology of Advanced Materials. 14, 065003 (2013).</li><li>Bale, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+coculture+strategies+for+primary+hepatocytes+and+liver+sinusoidal+endothelial+cells.">Long-term coculture strategies for primary hepatocytes and liver sinusoidal endothelial cells.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 21, 413-422 (2015).</li><li>Wu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+perfusion-decellularization+methods+of+porcine+livers+for+clinical-scale+whole-organ+bioengineering.">Optimizing perfusion-decellularization methods of porcine livers for clinical-scale whole-organ bioengineering.</a> BioMed Research International. , 785474 (2015).</li><li>Barakat, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+decellularized+porcine+liver+for+engineering+humanized+liver+organ.">Use of decellularized porcine liver for engineering humanized liver organ.</a> Journal of Surgical Research. 173 (1), e11-e25 (2012).</li><li>Navarro-Tableros, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recellularization+of+rat+liver+scaffolds+by+human+liver+stem+cells.">Recellularization of rat liver scaffolds by human liver stem cells.</a> Tissue Engineering Part A. 21 (11-12), 1929-1939 (2015).</li></ol>

Genom att blockera och cannulating vänstra portalen ven med en kateter som en flytande inlopp och den vänstra laterala nedsatt ven med en annan kateter som en flytande utlopp, genererade framgångsrikt vi en in-vivo vätska bypass inom den vänstra laterala loben, som anger att även om tekniken är mycket utmanande på grund av den lilla storleken på fartygen för kanylering och en hög risk för orsakar blödning, är det möjligt. Även de råttor som genomgår en lång perfusion 4 timmar överlevde minst ...

Indikationerna för organtransplantation är ständigt växande. Däremot minskar organ donation priser och kvaliteten hos organ, vilket leder till en ökad efterfrågan på transplantat. Antalet kandidater till levertransplantation väntelistan fortsatte att öka (t.ex., i USA, 11,340 patienter lades under 2016, jämfört med 10,636 2015)1. Trots stora ansträngningar uppfyller antalet tillgängliga organ inte kliniska behov. På grund av den ökade förekomsten av leversjukdom, många patienter med slutstadiet leversjukdomar die på väntelistan innan en givare organ transplantation blir tillgänglig. För att möta den stora efterfrågan på givare levern ympkvistar, eftersträvas alternativa metoder med hjälp av levervävnad tekniska principer att aktivt2. Nuförtiden, kunde en nyutvecklad biologiska teknik lever högskola potentiellt övervinna denna brist.
Lever engineering består av två steg: generering av ett acellulärt schavotten, följt av en återinsättning av ställningen. För att erhålla en biologisk acellulärt lever byggnadsställning, är explanterad levern perfunderade via kärlsystemet med jonisk eller Nonjonaktivt rengöringsmedel, som kan ta bort det cellulära materialet från levern. I de flesta tidigare studier uppnåddes en biologisk acellulärt lever byggnadsställning av perfusionen i levern med en kombination av sodium dodecyl sulfate och TritonX100. Som ett resultat, togs alla celler bort, medan strukturen i den extracellulära matrixen bibehölls. De orgel ställningar var sådd med mogna celler, hepatocellulär, samt endothelial cellinjer och primära hepatocyter med eller utan samtidig tillämpning av endotelceller eller mesenkymala stamceller (MSC). De flesta forskare fokus på ex vivo lever engineering3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14. I de flesta tidigare studier transplanterade dock bara små bitar av nyinsatta byggnadsställning kuber i olika heterotopisk implantationsställen. I några studier transplanterades partiell nyinsatta ställningar som extra transplantat. Maximal rapporterade överlevnadstiden var dock endast 72 h8,14. Såvitt vi vet, har ortotop transplantation av en nyinsatta full lever transplantat ännu inte utfört eller publicerats om. Den långsiktiga funktion och konstruerade organtransplantation är fortfarande i sin linda. Därför behövs en alternativ strategi för ex vivo lever engineering.
In vivo lever engineering kan utgöra ett alternativ till att studera nedsatt återinsättning under fysiologiska betingelser. Fördelarna med i vivo lever engineering jämfört med ex vivo lever engineering är mångfaldiga. I vivo nyinsatta delvis lever schavotten betvingas till fysiologiska blodgenomströmning med rätt temperatur, tillräcklig syre, näringsämnen och tillväxtfaktorer i motsats till ex vivo perfusion med artificiellt odlingsmedium. Dessutom upprätthåller återstående delvis normala levern nedsatt funktion, att främst tillåta långsiktiga överlevnad. Eftersom en inopererad ex vivo konstruerad lever transplantat är fortfarande oförmögen att upprätthålla långsiktiga överlevnad försöksdjur av dess leverfunktionen8, föreställer vi att in-vivo delvis lever engineeringwould i slutändan bli en lovande modell för att ytterligare studera utvecklingen av bakåtkompilerade lever med längre överlevnad iakttagelser än ex vivo.
Nyligen presenterade en forskargrupp (panorera och kollegor), för första gången, en teknik i vivo levern engineering15. De uppnått den isolerad perfusionen av just sämre lever LOB på levande råttor trots anatomiska och tekniska utmaningar. De rapporterade första intraoperativ resultaten av i vivo återinsättning använder en råtta primära hepatocyte cellinje. Dock i vivo kirurgiska perfusion modell Pan et al. har nackdelar. De uppnått enda lever LOB perfusion hos råttor på bekostnad av helt blockerar den portalen ven och sämre vena cava, vilket kan orsaka allvarlig skada för djuret. Experimentell råttorna offrades efter bara 6 timmar av intraoperativ observationstid. Därför behöver i vivo lever LOB perfusion tekniken förbättras att uppnå postoperativ överlevnad.
Vi utvecklat en roman överlevnad modell för i vivo lever LOB perfusion, baserat på tidigare studier av råtta16, portalen ven kanylering tekniken för hemodynamisk övervakning i möss17och levern bioengineering nedsatt anatomi 18 , 19. de viktigaste stegen för förfarandet illustreras i figur 1A - 1E.
Denna teknik är lämplig för dem som vill använda denna experimentella i vivo perfusion modell för grundforskning om partiell orgel behandling av infusion med droger, i vivo decellularization som en kemisk resektion för orgel sjukdomar (t.ex. , levercancer), in-vivo cellkultur i en cell-lösa matris jämföra ex vivo tvådimensionell och tredimensionell cell kultur system20,21,22,23 , 24 , 25 , 26och i vivo lever engineering av decellularization och återinsättning.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:605px;" width="606">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Perfusion Pump</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfusor VI</td>
			<td colspan="2">B. Braun, Melsungen</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Catheter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2419PX</td>
			<td>24G, 0.74&#215;19mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2225PX</td>
			<td>22G, 0.9&#215;25mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro surgical instrument</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro scissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 14058-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro serrefine</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No.18055-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro clamps applicator</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 18057-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Straight micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00632-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00649-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;">No. 12061-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">general surgical instruments</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">standard sissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">mosquito clamp</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">serrated forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">teethed forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">suture</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 prolene</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 ETHICON*II</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">6-0 silk</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">11-0 polyamide</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat

Orgel engineering är en ny strategi för att generera levern orgel substitut som potentiellt kan användas vid transplantation. Nyligen, i vivo lever ingenjörsvetenskap, inklusive in-vivo orgel decellularization följt av återinsättning, har vuxit fram som en lovande strategi över ex vivo lever engineering. Däremot uppnåddes inte postoperativ överlevnad. Syftet med denna studie är att utveckla en ny kirurgisk teknik av i vivo selektiv lever LOB perfusion hos råttor som en förutsättning för i vivo lever engineering. Vi genererar en krets bypass endast genom den vänstra laterala loben. Sedan, är den vänstra laterala loben perfusion med hepariniserad saltlösning. Experimentet utförs med 4 grupper (n = 3 råttor per grupp) baserat på olika perfusion gånger 20 min, 2 h, 3 h och 4 h. överlevnad, liksom den makroskopiskt synliga förändringen av färg och histologiskt beslutsamma avsaknad av blodkroppar i den portalen triad och sinusoider, tas som en indikator för en framgångsrik modell etablering. Efter selektiv perfusionen i den vänstra laterala loben observerar vi att den vänstra laterala loben, faktiskt vände från röda till svagt gul. En histologisk utvärdering syns inga blodkroppar inom grenen av portalen ven, central ven och sinusoider. Den vänstra laterala loben röd efter nyöppningen de blockerade fartyg. 12/12 råttor överlevde förfarandet för mer än en vecka. Vi är först att rapportera en kirurgisk modell för i vivo enda lever LOB perfusion med en lång överlevnad period av mer än en vecka. I motsats till den tidigare publicerade rapporten, den viktigaste fördelen med tekniken presenteras här är att perfusionen i 70% av levern upprätthålls under hela förfarandet. Inrättandet av denna teknik ger en grund för i vivo delvis lever engineering hos råttor, inklusive decellularization och recellularization.

Tolv hane (åldern 12 - 13 veckor) Lewis råttor användes för att bedöma effekten av selektiv lever LOB perfusion. Experimentet utfördes i fyra grupper (n = 3 råttor per grupp). Använder olika perfusion perioder om 20 minuter, uppnått 2 timmar, 3 timmar och 4 timmar, följa stegen som beskrivs ovan, vi framgångsrikt i vivo enda LOB perfusion.
In Vivo Perfusionen i den v...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

En ny kirurgisk teknik som en grund för In Vivo delvis lever Engineering i råtta

Vi etablera en ny kirurgisk teknik för en genomblödning i vivo enda lever LOB modell råtta som en förutsättning för att ytterligare studera i vivo partiell levern engineering i framtiden.

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver ...

Under de senaste åren, leverteknik har blivit ett hett ämne runt om i världen på grund av det potential att generera transplantation kunna levertransplantationer. Men livskraftig långsiktig funktion och transplantation av konstruerade organ är fortfarande en vision av framtiden. Nyligen in-vivo leverloben profusion har blivit en lovande strategi för att starta levern ingenjörskonst.En stor fördel med denna teknik är att in-vivo återbefolkade partiell lever byggnadsställning utsätts scatological blod profusion. Detta ger byggnadsställningen med rätt temperatur, tillräckligt med syre, näringsämnen och tillväxtfaktorer i motsats till ex-vivo-överflöd med artificiell odlingsmedium. En annan fördel är att återstående lever upprätthåller leverfunktion och därmed främst tillåter långsiktig överlevnad.Men in-vivo enda lob profusion modellen är tekniskt utmanande och post avgörande överlevnad har ännu inte uppnåtts. Här ska vi presentera en annan kirurgisk modell med långsiktig överlevnad som en grund för ytterligare in-vivo enda leverloben engineering. Innan vi demonstrerar operationsmodellen vill vi ge en kort introduktion till råttleveranatomi.För att fastställa vår enda lever LOB profusion modell vi valt den vänstra laterala LOB. Detta är den enda leverloben med en distinkt vaskulär försörjning och dränering gör det möjligt att skapa en bypass. Detta är en 3-D återuppbyggnad av portalen venous systemet i råtta.Vårt fokus här är på den vänstra portalvenen som senare kommer att fungera som det flytande inloppet. Detta är en 3-D återuppbyggnad av det lever venösa systemet i råtta. Här är vårt fokus på den vänstra laterala levervenen som senare kommer att fungera som en vätska utlopp.Denna illustration av lever vaskulär anatomi belyser vaskulär åtkomstpunkter som används för ut partiell perfusion modell. Denna animation illustrerar schemat för att generera in-vivo vänster laterala lever LOB perfusion modell. För att fastställa den kirurgiska modellen vi kommer att generera en krets bypass inom vänster laterala lob.För detta ändamål måste vi blockera följande fartyg den vänstra portalen anda, den vänstra leverartären, den vänstra gallgången, den vänstra median protal vein, leverartär och gallgången, och vänster laterala leverven. Då måste vi kannakulera den vänstra portalvenen med en 24 gage kateter. Efteråt vänster laterala levervenen är kanylerad med hjälp av en 22 gage kateter.Då katetern i den vänstra portalvenen är ansluten till en perfusion pump. Torr gasväv placeras vid utloppet av katetern i den vänstra laterala levervenen för att absorbera avfallsvätska. På så sätt skapas en bypass.Sedan den vänstra laterala lob perfused med hepariniserad saltlösning Med en flödeshastighet på 0,5 milliliter per minut. Fysiologiska perfusion till vänster laterala lob återställs efter att öppna de blockerade fartyg. Nu är den kirurgiska perfusionsmodellen etablerad.Alla förfaranden som demonstrerades i denna video bedömdes och godkändes av de lokala myndigheterna. Driftfältet i buken desinficeras med tre omgångar jodtinktur följt av två omgångar 70%alkohol. Steril gasbinda placeras på buken lämnar endast operationen fältet exponeras.Ett tvärgående snitt görs på råttans bukvägg. En 4-0 prolene sutur används för att fixa xiphoid processen och dra den mot huvudet. Båda sidor av de övre bukväggarna dras in med hjälp av två subcoastal krokar för att nå full exponering av organet.Då kan vi se leverloberna. Här är den vänstra laterala lob som används för selektiv perfusion. Vi täcker duodenum och tunntarmen i bukhålan med fuktad gasbinda till ovoid torrhet.Vi exponerar leverns hilum genom att lyfta upp medianloberna med fuktad gasväv. Råttan placeras under ett sterilt mikroskop. Vi dissekerar vänsterportalven.Vi sedan ligate den vänstra protal ven med en 6-0 siden sutur. Vänster leverartär, vänster gallgången, liksom vänster median portal ven, den vänstra medianen leverartären, och den vänstra median gallgången galla är blockerade med hjälp av mikro-klämmor. Vi blockerar den vänstra laterala levervenen med mikro-klämmor vid basen av den vänstra laterala LOB.För att skapa vätskeinloppet punkteras stjälken av portalvenen med en 24 gage-nål som bor kateter. Men katetern är inte insatt. Vi tar sedan bort nålen från katetern och ansluter katetern till en perfusionspump.För att driva ut luft från röret och katetern, vi genomsyrar med hepariniserad saltlösning i en minut. Vi slår sedan på av pumpen. Nästa nålen fri kateter, som nu är ansluten till perfusion pumpen, sätts in i den vänstra portalen ven.På så sätt minimerar vi manipulationer av det kanylerade kärlet. Här är en utsatt region i den vänstra laterala levervenen vi kommer att kannakulera på ett liknande sätt. Först skapar vi ett dräneringshål i den vänstra laterala levervenen genom att punktera den med en 22 gage eller 24 gage nål bostad kateter.Vi rekommenderar att katetern är något mindre än kärlet. Vi börjar sedan att granska den vänstra laterala lob med hepariniserad saltlösning vid en flödeshastighet på 0,5 milliliter per minut. Den utflytande avfallsvätskan absorberas med gasbinda.För att minimera intraabdominal kontaminering med avfallsvätska vi reinsert nålen fri kateter i den vänstra laterala levervenen. Således kanylerade vänster laterala levervenen fungerar som en vätska utlopp. Vi fortsätter perfusing vänster laterala lob med heparinized koksaltlösning.Blodig vätska kan ses droppande från utloppet. Pilen visar att den vänstra laterala lob blev gul under perfusion med hepariniserad koksaltlösning. I slutet av perfusion katetrarna tas ut ur kärlen.Dräneringen öppning på vänster laterala levervenen är stängd med en enda 11-0 pollumite sutur. Inloppsöppningen på vänster portalvenen är stängd med en 11-0 pollumite sutur också. Re perfusion börjar med backflow från suprahepatic vena cava efter att ha tagit bort klämman på vänster lateral leverven.Fysiologisk perfusion återställs ytterligare efter att klämman tagits bort från den vänstra leverartären och gallgången, samt vänster median kärlstrukturer. Fullständig re perfusion uppnås efter att öppna den vänstra portalen ven som anges av en färgförändring till mörkröd. Perfusion av vänster senare lob.Den vita pilen i denna bild visar att målet leverloben var verkligen selektivt perfused. Här visar de vita pilarna att de återstående lober, som representerar cirka 70%av levern behöll fysiologisk perfusion under hela proceduren. Re perfusion av vänster lateral lob.Här den röda pilen indikerar att den vänstra laterala lob är fysiologiskt åter perfused efter återöppna de blockerade fartyg. Den blå pilen visar att den vänstra medianloben ihållande ischemi. Den selektivt perfused vänstra laterala LOB var histologiskt undersökts med hjälp av H E färgning.Figur A visar att i den perfunderade vänstra laterala lob inga blodkroppar är detekterbara i grenen av portalen ven och sinusoiderna. Som väntat röda celler är synliga i grenen av leverartären. I bild B tjänar den underlägsna caudatusloben som kontroll.Blodkroppar är tydligt synliga och grenarna av den protala venen och leverartären samt sinusoiderna. Figur C visar att i perfunderas vänstra laterala LOB finns det inga blodkroppar synliga i den centrala venen. Däremot visar figur D att i kontrollen sämre caudatusloben blodkroppar är synliga i den centrala venen.Vi uppnådde en 100%en vecka överlevnad i 12 på varandra följande förfaranden. Vi jämförde vår in-vivo leverloben perfusion modell med modellen av Pan och kollegor. De viktigaste skillnaderna i metodik och resultat mellan Pan och vår grupp är:de valt rätt sämre lob medan vi valde vänster lateralloben som mål leverloben;de blockerade vena cava och viktigaste portal vein leder till portal hypertoni.Däremot upprätthålls vi portal perfusion av 70%av levern, de offrade råttor inter operativt medan vår en vecka överlevnad är 100%Fördelarna med vår nya kirurgiska modell är: att det är tekniskt utmanande men genomförbart,och att det tolereras väl som framgår av 100% överlevnad. Men en begränsning är att den vänstra medianloben ihållande ischemi på grund av blockeringen av portalen ven. Potentiella tillämpningar av vår teknik inkluderar:det är kan användas för in-vivo partiell organbehandling genom perfusion med läkemedel;in-vivo partiell organ decellularization som kemisk samband;in-vivo cellodling system i jämförelse med ex-vivo;och in-vivo lever engineering.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Att skapa två-dimensionell Mönstrad substrat för Protein och Cell inneslutning

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellular Lipid Extraction för riktade Stabil isotoputspädning Vätskekromatografi-masspektrometri Analys

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Engineering a Bilayered Hydrogel to Control ASC Differentiation

Konstruerar en tvåskiktad Hydrogel till Control ASC differentiering

Natural polymers over the years have gained more importance because of their host biocompatibility and ability to interact with cells in vitro and in ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Virala Nanopartiklar för<em&gt; In vivo</em&gt; Tumöravbildning

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Density Gradient Multilayered Polymerization (DGMP): A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Density Gradient Multilayered Polymerization DGMP: A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Densitetsgradient flerskiktad polymerisation (dGMP): en ny teknik för att skapa flera fack, Anpassningsbara Byggnadsställningar för Tissue Engineering

Complex tissue culture matrices, in which types and concentrations of biological stimuli (e.g. growth factors, inhibitors, or small molecules) or matrix ...

Skin Tattooing As A Novel Approach For DNA Vaccine Delivery

Hud tatueringar som ett nytt sätt för DNA-vaccin Leverans

Nucleic acid-based vaccination is a topic of growing interest, especially plasmid DNA (pDNA) encoding immunologically important antigens. After the ...

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescens-släckning av en Liposomal-inkapslad Nära-infraröd fluoroforen som ett verktyg för<em&gt; In Vivo</em&gt; Optisk avbildning

Optical imaging offers a wide range of diagnostic modalities and has attracted a lot of interest as a tool for biomedical imaging. Despite the enormous ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Kirurgisk teknik för implantation av vävnadstekniska kärlimplantat och efterföljande<em&gt; In Vivo</em&gt; Övervakning

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

Produktion, karakterisering och potentiella användningsområdena för en 3D vävnadstekniska Human Esophageal Mucosal Modell

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering av Intrinsic Vascularization i en<em&gt; In Vivo</em&gt; Tissue Engineering avdelningen

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...